JP6489331B2 - 押型法による成形体の成形方法 - Google Patents

Description

本発明は、粉末冶金法における成形体の成形方法に関し、特に、押型法による成形体の成形方法に関する。

粉末冶金法における成形方法は、押型法（プレス成形法）、射出成形法、押し出し成形法、湿式成形法等に大別される。これらの成形方法のうち、ニアネットシェイプに造形でき材料の歩留まりが高いこと、一度金型を作製すれば同じ形状の成形体を多量に成形できること、脱脂の時間が短いこと等の理由から、安価に焼結部品等を生産できる押型法が主に用いられている。

押型法は、製品の外周形状を成形する外型の型孔と、型孔と摺動自在に嵌合し製品の下端面を成形する下パンチと、型孔と摺動自在に嵌合し製品の上端面を成形する上パンチを備えた金型装置を用い、型孔と下パンチにより形成されるキャビティに原料粉末を充填する充填工程、上パンチおよび下パンチによりキャビティに充填された原料粉末を圧縮成形して所望の形状に成形する成形工程、得られた成形体を外型の型孔から抜き出して取り出す抜き出し工程を順に経て行う成形方法である。このような押型法においては、上パンチおよび下パンチを複数用いて多段とすることにより複雑な形状の成形体を成形できる。また、コアロッドを配置することにより軸孔を有する製品を成形することもできる。

このような押型法では、成形工程において、成形時の成形圧力により成形体が、成形圧力に鉛直な方向に膨張する圧力を受けて、押型壁面（外型の型孔の内周面）に密着するため、抜き出し工程において、押型壁面と成形体との間で摩擦が生じる。この摩擦力が大きいと、押型壁面にかじり（成形体の凝着物）が発生したり、成形体の表面粗さが大きくなる。また、成形体と押型壁面との摩擦が増大すれば、その分大きな押出力が必要となり、これにともなって成形体内の残留応力が増大するので、抜き出し工程において成形体に過大な応力が加わり成形体に割れ（クラック）が発生しやすくなる。このため押型法においては、押型壁面と成形体との間で発生する摩擦を軽減するため、各種潤滑法が採用されている。

押型法における潤滑法は、押型潤滑法と混入潤滑法に大別される。押型潤滑法は、押型の内面やコアロッドの表面などの押型の成形面に潤滑剤を予め塗布した後、原料粉末を充填し成形を行う方法であり、押型の成形面に塗布された潤滑剤が、押型の成形面と成形体の間に介在することで、抜き出し工程における摩擦を軽減する方法である。また、混入潤滑法は、粉末状の潤滑剤を添加・混合した原料粉末を用いて充填、成形を行う方法であり、抜き出し工程において摩擦熱で溶融した潤滑剤が押型の成形面と成形体の間に滲み出すことで、押型の成形面と成形体の間の摩擦を軽減する方法である。なお、粉末冶金用語に関する日本工業規格（ＪＩＳ Ｚ２５００−１９６０）では、押型に塗布する潤滑剤を押型潤滑剤、原料粉末に混合する潤滑剤を粉末潤滑剤と呼んでいるが、潤滑剤として用いる材料自体に差異はなく、ステアリン酸およびその金属塩等の金属石鹸や、ワックス類等が一般的に用いられている。

近年、粉末冶金法により製造される焼結部品等においては、高強度化の要望が強まっている。焼結部品の高強度化は、材料のグレードを高くすることで達成できるが、材料コストが増加することとなるため、安価に製造できるという押型法の利点が損なわれることとなる。ところで、押型法においては、原料粉末間の隙間が成形後の成形体に残留し、この隙間が焼結後に気孔として焼結部品中に分散することとなる。一般の鉄系焼結部品として、密度比（多孔質体の密度とそれと同一組成の材料の気孔のない状態における密度との比）が８３〜９０％（残部は気孔）のものが製造されている。この気孔が機械部品の強度低下の要因となっている。そこで、成形体を高密度に成形すれば、材料のグレードを高くすることなく高強度な焼結部品とすることができることから、高密度の成形体を成形する方法について検討が行われている。

押型法における潤滑法は、実施が容易で量産に適する点から、混入潤滑法が一般的に適用されている。しかしながら、混入潤滑法は、粉末状の潤滑剤の添加によって原料粉末の流動性、成形体の強度、圧粉密度が低下するという問題がある。このため、高密度の成形体を得ようとする場合に、押型潤滑法が用いられることがある。

押型潤滑法においては、摩擦帯電させた粉末状の潤滑剤を押型に静電的に付着させて押型壁面に固体状の潤滑被膜を形成する方法が検討（特許文献１等）されている。

また、押型潤滑法においては、粉末の潤滑剤を有機溶剤等の溶媒に分散して押型壁面に塗布した後、乾燥して溶媒を除去し押型壁面に固体状の潤滑被膜を形成する方法（特許文献２，３等）が行われている。粉末の潤滑剤を有機溶剤に分散した押型潤滑剤を押型の成形面に塗布する方法としては、スプレーや刷毛により塗布することが行われるが（特許文献２等）、スプレーや刷毛では押型において成形体と摺接する面に均一に押型潤滑剤を塗布することが難しい。そこで、押型の成形面に均一に押型潤滑剤を塗布するための手法として、粉末成形金型自体を押型潤滑剤の塗布手段として利用し、引火性を有しない液媒に固体潤滑剤からなる粒子を分散させた分散剤である押型潤滑剤を塗布する方法（特許文献３等）が開発されている。

特開平８−１００２０３号公報 特開平９−２７２９０１号公報 特開２０１２−２３４８７１号公報

しかしながら特許文献１に示されるような方法は、型孔が深い場合、または製品形状が複雑な場合、型孔の奥まで、または押型壁面の各部で均一に潤滑被膜を形成することが難しい。また、特許文献２、３のような粉末の潤滑剤を有機溶剤等の溶媒に分散して押型壁面に塗布した後、乾燥して溶媒を除去し押型壁面に固体状の潤滑被膜を形成する方法においては、有機溶剤の取り扱いにともなう環境衛生上の問題や、有機溶剤を乾燥させるための時間を要することにともなう生産速度の低下の問題等が生じる。

さらに、上記した押型潤滑法で用いる潤滑剤は、いずれもステアリン酸およびその金属塩等の金属石鹸や、ワックス類等の固体潤滑剤を主成分とするものである。固体潤滑剤の潤滑被膜は、外型との摩擦抵抗を克服して成形体を動き出させる静止摩擦の領域では優れた潤滑効果を示すものの、成形体が動き出した後の動摩擦の領域では潤滑効果が高くなく、近年求められている高密度の成形体を成形する際には、充分な潤滑効果が得られない場合があった。

上記実情に鑑み、本発明は、押型法により成形体を成形するにあたり、割れ、表面の荒れ、押型壁面のかじり等を生じることなく高密度な成形体を成形することが可能な、成形体の成形方法を提供することを目的とする。

本発明者らは、押型潤滑法に着目するとともに、液状の潤滑剤の適用について検討を行った。金属の塑性加工用の潤滑剤として油が一般的に用いられるが、押型内での金属粉末の圧縮成形における押型潤滑法においては、油を用いると、原料粉末間あるいは成形体中へ油が浸透することにより押型と成形体との間の潤滑剤量が足りなくなり、潤滑が不充分になる等の問題が生じることが懸念される。このため、上記の押型潤滑法における潤滑剤においては、ステアリン酸およびその金属塩等の金属石鹸や、ワックス類等の固体潤滑剤を主成分とするものが一般的に用いられている。しかしながら、押型潤滑法において液状の潤滑剤を用い、高密度に成形すると、粉末間に毛細管力により一部吸収された液状の潤滑剤が成形圧力により粉末間から成形体と押型壁面の間に押し出されて、抜き出し時に良好な潤滑効果を発揮することを見出した。

本発明の押型法による成形体の成形方法は、この知見によるものであり、外型内面、または、外型内面およびコアロッドの外周面、下側が多段形状の成形体を圧縮成形する場合には下側が多段形状の成形体を形成する複数の下パンチの側面、上側が多段形状の成形体を圧縮成形する場合には上側が多段形状の成形体を形成する複数の上パンチの側面の、少なくとも一部に、油を主成分とする押型潤滑剤の潤滑被膜を形成し、このときの潤滑被膜の厚さが５〜４０μｍであるとともに押型潤滑剤の２５℃における粘度が１０〜２２０００ｍＰａ・ｓであり、次いで、キャビティ内に主として鉄系金属粉末を含む原料粉末を充填し、成形体の密度比が９３％以上となるように常温で圧縮成形するものである。

本発明の押型法による成形体の成形方法においては、前記押型潤滑剤は、固体潤滑剤を含有するものとしてもよい。

本発明の押型法による成形体の成形方法によれば、密度比９３％以上の高密度であるとともに割れや表面の荒れのない良好な成形体を、押型壁面のかじりが発生することなく成形して外型から押し出すことが可能な、成形体の成形方法を提供することができる。

本発明に係る成形体の成形方法の一実施形態の工程を示す模式図である。 本発明に係る成形体の成形方法の他の実施形態に用いる押型の構造を示す模式断面図である。 本発明に係る成形体の成形方法の他の実施形態に用いる押型の構造を示す模式断面図である。 潤滑被膜の厚さと気孔分布および表層密度の関係を示す図である。

１…下パンチ、１１…下第１パンチ、１２…下第２パンチ、２…油路、３…押型潤滑剤保持溝、４…外型、５…潤滑被膜、６…キャビティ、７…原料粉末、８…上パンチ、８１…上第１パンチ、８２…上第２パンチ、９…成形体、１０…コアロッド。

本発明の成形体の成形方法は、外型と下パンチ、または、外型と下パンチとコアロッドで形成するキャビティ内に充填した原料粉末を上下のパンチ間に圧縮成形し、得られた成形体を下パンチで外型から押し出す、いわゆる押型法による成形体の成形方法において、粉末成形金型（押型）の外型内面に、油を主成分とする押型潤滑剤の潤滑被膜を形成することを第１の技術的特徴とし、成形体の密度比が９３％以上となるように成形することを第２の技樹的特徴とする。

外型内面に油を主成分とする押型潤滑剤の潤滑被膜を形成することにより、密度比が９３％以上となるような高密度の成形体を成形して外型から押し出す場合においても、優れた潤滑効果が得られ、割れや製品の表面の荒れのない良好な成形体を、押型壁面のかじりが発生することなく成形できるとともに外型から押し出すことができる。

なお、押型潤滑剤は、キャビティを形成する部分の外型内面、または外型内面およびコアロッド外周面、下側が多段形状の成形体を圧縮成形する場合には下側が多段形状の成形体を形成する複数の下パンチの側面、上側が多段形状の成形体を圧縮成形する場合には上側が多段形状の成形体を形成する複数の上パンチの側面の少なくとも一部、好ましくは圧密された成形体の側面が押し付けられる位置、に塗布されていれば、押型と摺動しながら成形体が押し出される際に、充分な潤滑効果が得られる。

本実施形態において、押型潤滑剤の主成分として用いる油としては特に限定されないが、パラフィン系、ナフテン系等の鉱物油、炭化水素油系、ポリエーテル系、エステル系、リン化合物系、ケイ素化合物系、ハロゲン化合物系等の合成油などのうち少なくとも一種を用いることができる。なお、本明細書において「主成分」とは、全組成に対して５０質量％以上含まれるものを示す。

本実施形態において、押型潤滑剤は、主成分の油中に固体潤滑剤を含有するものであってもよい。油中に固体潤滑剤を含有することにより、潤滑効果がさらに高くなり、特に動摩擦領域での潤滑効果に優れるとともに、静止摩擦領域における潤滑効果にも優れる。固体潤滑剤としては、黒鉛、二硫化モリブデン等の金属硫化物、金属石鹸、ワックス類等を特に制限なく用いることができる。中でも、安定性、環境面等の点で黒鉛を用いることが好ましい。そのような黒鉛としては、平均粒径が１〜５０μｍのものを用いることが好ましい。固体潤滑剤の含有量は、押型潤滑剤の総量に対し、１〜２０質量％程度であることが好ましい。

本実施形態において、押型潤滑剤は、劣化の防止や潤滑性能の調整を目的として、酸化防止剤、粘度指数向上剤、流動点降下剤、極圧剤等の添加剤をさらに含んでもよい。酸化防止剤としては、特に制限されないが、脂肪族サルファイド等の有機硫黄化合物、ジアルキルジチオリン酸亜鉛等の含硫黄金属錯体、フェノール類、芳香族アミン類などを単独または複数組み合わせて用いることができる。粘度指数向上剤としては、特に制限されないが、ポリメタクリレート、エチレン−プロピレン共重合体等のポリマーを単独または複数組み合わせて用いることができる。流動点降下剤としては、ポリメタクリレート系、アルキル芳香族化合物等を特に制限なく用いることができる。極圧剤としては、特に制限されないが、硫黄系化合物、リン系化合物、ハロゲン系化合物等の摩擦面に吸着膜あるいはトライボ化学反応膜や付着膜を形成する化合物を単独または複数組み合わせて用いることができる。

本実施形態において、押型潤滑剤は、２５℃における粘度が１０〜１０００００ｍＰａ・ｓであるものであることが好ましい。２５℃における粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上であると潤滑被膜の被膜切れが生じにくく、１０００００ｍＰａ・ｓ以下であると流動性が充分であり、ポンプ等により押型潤滑剤を容易に供給できる。なお、本明細書において、押型潤滑剤の粘度は、２５℃において、東京計器株式会社製粘度計（商品名：ＢＬ２）にて、Ｎｏ．２ローターを用い、回転数６０ｍｉｎ^−１の条件で測定したものである。

本実施形態において用いる原料粉末としては、鉄、銅、アルミニウム、チタン等の金属粉末およびそれらの合金粉末を単独または所定割合で混合したもの、さらに黒鉛等の副原料を添加混合したものを用いることができる。特に、焼結機械部品用や圧粉磁心用として一般的に用いられる鉄基粉末の高密度成形に好適に用いることができる。

本実施形態の成形体の成形方法は、成形体の密度比が９３％以上となるように原料粉末の成形を行う。成形体の密度比が９３％以上となるように原料粉末を成形すると、成形体中の粉末間の隙間が少なくなり、圧縮成形過程で原料中に浸入した押型潤滑剤が成形体の外に絞り出されて、外型と成形体の間に充分な量の押型潤滑剤が保持されることとなる。この効果によって、成形体の密度が低い場合よりも成形体が外型内面に押し付けられる力が大きくなるにも関わらず、外型から押し出し時の潤滑性が良好になる。なお、鉄基粉末を用いて成形体の密度比が９３％以上となるように圧縮成形することは、例えば鉄粉末に０．３質量％の黒鉛粉末を添加した原料粉末を用いて、成形体密度が約７．３Ｍｇ／ｍ^３以上となるように成形することに相当する。

本実施形態において、潤滑被膜の厚さは５〜４０μｍであることが好ましい。潤滑被膜の厚さが５μｍ未満であると押型壁面のかじりが生じやすくなる傾向があり、４０μｍを超えると成形体表層に潤滑剤が巻き込まれることによる表層密度の低下が起こりやすくなる傾向がある。なお、潤滑被膜の厚さは、フーリエ変換型赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ法）により測定することができる。

本発明の成形体の成形方法の一実施形態につき図１を用いて説明する。図１（ａ）に示すように、下パンチ１の内部に油路２が設けられるとともに、下パンチ１の上端近くに押型潤滑剤保持溝３が設けられている。油路２は、一端がポンプ（図示しない）に接続され、他端が押型潤滑剤保持溝３に接続されている。押型潤滑剤は、ポンプにより油路２を通じて押型潤滑剤保持溝３に供給され、さらに外型４と下パンチ１の隙間に供給される。次いで、図１（ｂ）に示すように、下パンチ１に対して外型４が上方に移動して、原料粉末を充填するためのキャビティ６を形成する。このとき、押型潤滑剤を、油路２および押型潤滑剤保持溝３を通じて外型４と下パンチ１の隙間に供給しながら、外型４を上方に移動させることにより、外型４の内周面に濡れた状態に塗布された押型潤滑剤が、外型４の内周面に潤滑被膜５を形成する。

この後、内面に潤滑被膜５を形成した外型４と下パンチ１で形成するキャビティ６内に原料粉末７を充填し（図１（ｃ）参照）、充填した原料粉末７を上パンチ８と下パンチ１の間に圧縮成形して密度比９３％以上の成形体９とする（図１（ｄ）参照）。充填時において、押型潤滑剤の潤滑被膜５の一部は、毛細管力により原料粉末間の隙間に吸収されるが、吸収された押型潤滑剤は、圧縮成形時に原料粉末間の隙間から、外型４の内壁と成形体９の間に押し出され押型潤滑剤の潤滑被膜５が保持される。

最後に、得られた成形体９を下パンチ１で外型４から押し出す（図１（ｅ）参照）。このとき、外型４の内壁と成形体９の間に押型潤滑剤の潤滑被膜５が存在することにより、外型４の内壁と成形体９の間の摩擦が軽減され、成形体９を外型４から良好に抜き出すことができる。

上記の方法は、押型潤滑剤を塗布するためにスプレー等の塗布手段を別途設ける必要がなく、粉末を成形するための動作が、押型潤滑剤を塗布するための動作を兼ねているため、圧粉成形の作業性に優れている。また、上記の工程において、押型潤滑剤を塗布する際、押型潤滑剤を塗布する面積と潤滑被膜の厚さから算出される液量を定量供給すると、潤滑被膜５を適切な厚さに制御することができ、好ましい。定量供給には、ダイヤフラムポンプ、シリンジポンプ等の任意の手段を用いることができる。

図２は、本発明の成形体の成形方法の別の実施形態に用いる成形金型への押型潤滑剤の塗布方法を示す模式断面図である。本実施形態は、コアロッド１０が配置されるとともに、下パンチが下第１パンチ１１および下第２パンチ１２の２段で構成された場合の例である。本実施形態においては、図２（ａ）に示すように、下第１パンチ１１および下第２パンチ１２の内部に油路２が設けられるとともに、下第１パンチ１１および下第２パンチ１２の上端近くに押型潤滑剤保持溝３が設けられる。押型潤滑剤は、下第１パンチ１１および下第２パンチ１２に設けた油路２を通じてポンプ（図示しない）を用いて供給され、下第１パンチ１１および下第２パンチ１２の上端近くに設けた押型潤滑剤保持溝３に保持され、さらに、外型４と下第１パンチ１１の隙間、下第１パンチ１１と下第２パンチ１２の隙間および下第２パンチ１２とコアロッド１０の隙間に押型潤滑剤が供給される。

次いで、図２（ｂ）に示すように、押型潤滑剤を油路２および押型潤滑剤保持溝３を経て上第１パンチ１１と上第２パンチの隙間に供給しながら、外型４、下第１パンチ１１、下第２パンチ１２およびコアロッド１０を相対的に移動させることにより、外型４の内面、下第１パンチ１１の内側面およびコアロッド１０の外周面に押型潤滑剤が塗布され、潤滑被膜５が形成される。上記のような方法を用いることにより、成形体と摺接し得る面である、下側に多段形状を有する成形体の該多段形状を形成する複数の下パンチの側面や、円筒状等の成形体の上下方向の貫通孔部を形成するコアロッドの外周面に押型潤滑剤を塗布して、潤滑被膜を形成することができる。

図３は、本発明の成形体の成形方法のさらに別の実施形態に用いる成形金型への押型潤滑剤の塗布方法を示す模式断面図である。本実施形態は、上パンチが上第１パンチ８１と上第２パンチ８２の２段で構成された場合の例である。本実施形態においては、図３（ａ）に示すように、上第２パンチ８２の内部に油路２が設けられ、上第２パンチ８２の下端近くに押型潤滑剤保持溝３が設けられる。油路２は、一端がポンプ（図示しない）に接続され、他端が押型潤滑剤保持溝３に接続されている。押型潤滑剤は、ポンプにより油路２を通じて押型潤滑剤保持溝３に供給され、さらに上第１パンチ８１と上第２パンチの隙間に供給される。

次いで、図３（ｂ）に示すように、押型潤滑剤を油路２および押型潤滑剤保持溝３を経て上第１パンチ８１と上第２パンチの隙間に供給しながら、上第１パンチ８１および上第２パンチ８２を相対的に移動させることにより、上第１パンチ８１の内周面に押型潤滑剤が塗布され、潤滑被膜５が形成される。上記のような方法を用いることにより、成形体と摺接し得る面である、上側に多段形状を有する成形体の該多段形状を形成する複数の上パンチの側面に押型潤滑剤を塗布して、潤滑被膜を形成することができる。

［第１実施例］
電解銅粉末（福田金属箔粉工業株式会社製、商品名：ＣＥ−１５）、黒鉛粉末（Ａｓｂｅｒｙ Ｃａｒｂｏｎ社製、商品名：ＳＷ１６５１）、および鉄粉末（ヘガネスジャパン株式会社製、商品名：ＡＢＣ１００．３０）を用意し、鉄粉末１００質量部に電解銅粉末を１．５質量部、黒鉛粉末を０．８質量部添加し混合して原料粉末とした。

押型潤滑剤として、鉱物油に、固体潤滑剤として黒鉛（平均粒径１０μｍ）を１０質量％、極圧添加剤として有機モリブデン（Ｍｏ−ジアルキルジチオフォスフェート）を１５質量％添加したもの（粘度３００ｍＰａ・ｓ）を用意した。

図１に示す構造の押型を用い、外型内面に上記押型潤滑剤を塗布して厚さ２０μｍの潤滑被膜を形成し、上記原料粉末を充填し、表１に示す密度になるように、外径２０ｍｍ、高さ２０ｍｍの円柱状の成形体（試料番号１〜４）を成形し、外型から押し出す、といった工程を、それぞれの試料番号につき連続２０回繰り返した。そして各試料につき、押型壁面へのかじりの有無、外型からの押し出し時の異音発生の有無を観察した。結果を表１に示す。

表１に示すように、いずれの試料についても押型壁面へのかじりが発生することなく連続成形することができたが、外型からの押し出し時に、圧粉体の密度比が９１％である試料番号１では異音の発生が認められた。密度比が低い試料番号１では、圧縮成形過程で原料中に浸入した押型潤滑剤が圧粉体の外に充分に絞り出されず、油膜切れが生じたためと考えられる。それに対し、圧粉体の密度比が９３％以上である試料番号２〜４では異音が発生することはなく、圧粉体の密度比を９３％以上とすることにより、外型からの押し出し時の潤滑性が良好になることが確認された。

［第２実施例］
第１実施例で用いた原料と押型潤滑剤を用い、歯車形状を成形する外型内面およびコアロッド外周面に押型潤滑剤を塗布して表２に示す厚さの潤滑被膜を形成し、原料粉末を充填し、密度７．４Ｍｇ／ｍ^３となるようにモジュール２、歯数２３の歯車形状の圧粉体を成形し、外型から押し出す、といった工程を、それぞれの試料番号につき連続２０回繰り返した。なお、潤滑被膜の厚さは、株式会社島津製作所製のフーリエ変換赤外分光光度計を用いて測定した。また、比較として、ステアリン酸亜鉛をエタノールに分散して外型内面およびコアロッド外周面に塗布・乾燥して潤滑被膜を形成して原料粉末を充填し、密度７．４Ｍｇ／ｍ^３となるように上記の歯車形状の圧粉体を成形し、外型から押し出した。これら試料につき、押型壁面へのかじりの有無を観察した。結果を表２に示す。

また、得られた圧粉体試料を非酸化性雰囲気中１１３０℃で焼結し、得られた焼結体試料の歯部の気孔分布を光学顕微鏡で観察し、三谷商事株式会社製、商品名：ＷｉｎＲＯＯＦを用いた画像解析により表層密度を算出した。図４に、各試料の歯部の気孔分布写真、および潤滑被膜厚さと表層密度との関係を示す。

表２に示すように、ステアリン酸亜鉛の固体潤滑被膜を形成した試料番号１０では、１回目の成形にてかじりの発生が認められ、連続成形が困難であったのに対し、潤滑被膜の厚さが５μｍ以上である試料番号６〜９では、押型壁面へのかじりが発生することなく連続成形することができた。潤滑被膜の厚さが３μｍである試料番号５でも、連続成形の当初はかじりが発生することなく成形できた。ただし、２０回の連続成形は可能であったが、試料番号５では１０回目以降において押型壁面へのかじりの発生が認められた。これは、試料番号５では潤滑被膜の厚さが小さかったために潤滑被膜の被膜切れが生じたためと考えられ、連続成形作業の安定性の観点からは、潤滑被膜の厚さは５μｍ以上であることが好ましいことが確認された。

また、図４に示すように、潤滑被膜の厚さが大きくなるにしたがって、焼結体の表層部の気孔率が高く（密度が低く）なっていた。これは、原料中に浸入した押型潤滑剤の量が多くなり、圧縮成形過程で成形体の外に絞り出されきれずに押型潤滑剤が成形体中に巻き込まれて残留するためであると考えられ、強度等の製品特性の観点からは、潤滑被膜の厚さは４０μｍ以下であることが好ましいことが確認された。

［第３実施例］
表３に示す押型潤滑剤Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｅ、Ｆを用いたこと以外は（押型潤滑剤Ｄは第１実施例で用いたもの）、第１実施例の試料番号４と同様にして、密度７．４Ｍｇ／ｍ^３の圧粉体の成形と、外型からの圧粉体の押し出しをそれぞれ連続２０回繰り返し、押型壁面へのかじりの有無を観察した。結果を表４に示す。

表４に示すように、粘度が１０ｍＰａ・ｓ以上である押型潤滑剤を用いた試料番号４および１２〜１５では、押型壁面へのかじりが発生することなく連続成形することができた。一方、粘度が５ｍＰａ・ｓである押型潤滑剤を用いた試料番号１１でも、連続成形の当初はかじりが発生することなく成形できた。ただし、２０回の連続成形は可能であったが、試料番号１１では１５回目以降において押型壁面へのかじりの発生が認められた。これは、試料番号１１では粘度が低い押型潤滑剤を用いたことにより潤滑被膜の被膜切れが生じたためと考えられ、連続成形作業の安定性の観点からは、押型潤滑剤の粘度は１０ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましいことが確認された。

Claims (4)

1. 外型と下パンチ、または、外型と下パンチとコアロッドで形成するキャビティ内に充填した主として鉄系金属粉末を含む粉末原料粉末を常温で上パンチと下パンチの間に圧縮成形し、得られた成形体を下パンチで外型から押し出す成形体の成形方法において、
   外型内面、または、外型内面およびコアロッドの外周面のうちの少なくとも一部に油を主成分とする押型潤滑剤の潤滑被膜を形成し、このときの潤滑被膜の厚さが５〜４０μｍであるとともに押型潤滑剤の２５℃における粘度が１０〜２２０００ｍＰａ・ｓであり、次いで、キャビティ内に前記原料粉末を充填し、成形体の密度比が９３％以上となるように圧縮成形する押型法による成形体の成形方法。
2. 前記下パンチが複数の下パンチで構成されるとともに、
   側面が成形体の外周の一部を形成する下パンチのうちの少なくとも一つの下パンチの前記側面の一部に前記油を主成分とする押型潤滑剤の前記潤滑被膜を形成する請求項１に記載の押型法による成形体の成形方法。
3. 前記上パンチが複数の上パンチで構成されるとともに、
   側面が成形体の外周の一部を形成する上パンチのうちの少なくとも一つの上パンチの前記側面の一部に前記油を主成分とする押型潤滑剤の前記潤滑被膜を形成する請求項１または２に記載の押型法による成形体の成形方法。
4. 前記押型潤滑剤が固体潤滑剤を含有する請求項１〜３のいずれかに記載の押型法による成形体の成形方法。

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